TU Darmstadt / ULB / TUbiblio

Synthese funktionaler Metallo-Blockcopolymerer

Gallei, Markus (2010)
Synthese funktionaler Metallo-Blockcopolymerer.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Blockcopolymere auf der Basis von metallorganischen und organischen Segmenten sind eine neue und aufgrund ihres breiten Eigenschaftsprofils, mit beispielsweise magnetischen, elektrischen oder photonisch leitenden Eigenschaften eine sehr vielversprechende Materialklasse. In der vorliegenden Arbeit wurden effiziente Synthesemethoden zur Darstellung von Blockcopolymeren auf der Basis von Polyvinylferrocen (PVFc) und Polyferrocenylmethylmethacrylat (PFMMA) als metallorganische Komponenten und verschiedenen klassischen, organischen Polymeren entwickelt. Für die sequentielle anionische Polymerisation mit FMMA als metalltragende Monomereinheit war die Verwendung eines sterisch gehinderten Initiators oder Makroinitiators notwendig. Auf diese Weise war es möglich, z.B. mit Polystyrol als rein organischem Block, Blockcopolymere mit einer Blockeffizienz von über 95% und einem Molekulargewicht von bis zu 150.000 g/mol bei einer Polydispersität von <1.05 herzustellen. Im Falle der Blockcopolymerisation von Vinylferrocen mit verschiedenen klassischen Monomeren, war es notwendig, die „schlafenden Polyvinylferrocenaggregate“ zu reaktivieren. Mit Hilfe des Konzepts der sogenannten Carbanionenpumpe oder der Zugabe verschiedener Salzzusätze, konnten auf diese Weise hochmolekulares und hinsichtlich des Molekulargewichts einheitliches Material erhalten werden und die Mikrophasenseparation mit Monomeren wie 2-Vinylpyridin, Methylmethacrylat und Styrol bewiesen werden. Die neu entwickelten Konzepte zur anionischen Polymerisation des FMMAs und des Vinylferrocens, sowie des in der Literatur etablierten [1]-Silaferrocenophans konnte weitergehend dazu ausgenutzt werden, um verschiedene Blockcopolymere mit Polycarbosilanen wie z.B. dem Poly(dimethylsilacyclobutan) oder dem Poly(hydromethylsilacyclobutan) herzustellen. Die synthetisierten Blockcopolymere wurden mittels Gelpermeationschromatographie, Kernresonanzspektroskopie, dynamische Differenzkalorimetrie, Matrix-unterstützte Laser-Desorptions/Ionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie und Transmissions-Elektronenmikrospkopie (TEM) charakterisiert. TEM-Aufnahmen zeigen je nach Volumenbruch der zugrundeliegenden Blöcke verschiedene Morphologien auf Nanometerskala, was ein Beweis für eine Mikrophasenseparation der Blockcopolymere darstellt.

Typ des Eintrags: Dissertation
Erschienen: 2010
Autor(en): Gallei, Markus
Art des Eintrags: Erstveröffentlichung
Titel: Synthese funktionaler Metallo-Blockcopolymerer
Sprache: Deutsch
Referenten: Rehahn, Prof. Dr. Matthias ; Biesalski, Prof. Dr. Markus ; Abetz, Prof. Dr. Volker
Publikationsjahr: 28 Dezember 2010
Datum der mündlichen Prüfung: 22 November 2010
URL / URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-23782
Kurzbeschreibung (Abstract):

Blockcopolymere auf der Basis von metallorganischen und organischen Segmenten sind eine neue und aufgrund ihres breiten Eigenschaftsprofils, mit beispielsweise magnetischen, elektrischen oder photonisch leitenden Eigenschaften eine sehr vielversprechende Materialklasse. In der vorliegenden Arbeit wurden effiziente Synthesemethoden zur Darstellung von Blockcopolymeren auf der Basis von Polyvinylferrocen (PVFc) und Polyferrocenylmethylmethacrylat (PFMMA) als metallorganische Komponenten und verschiedenen klassischen, organischen Polymeren entwickelt. Für die sequentielle anionische Polymerisation mit FMMA als metalltragende Monomereinheit war die Verwendung eines sterisch gehinderten Initiators oder Makroinitiators notwendig. Auf diese Weise war es möglich, z.B. mit Polystyrol als rein organischem Block, Blockcopolymere mit einer Blockeffizienz von über 95% und einem Molekulargewicht von bis zu 150.000 g/mol bei einer Polydispersität von <1.05 herzustellen. Im Falle der Blockcopolymerisation von Vinylferrocen mit verschiedenen klassischen Monomeren, war es notwendig, die „schlafenden Polyvinylferrocenaggregate“ zu reaktivieren. Mit Hilfe des Konzepts der sogenannten Carbanionenpumpe oder der Zugabe verschiedener Salzzusätze, konnten auf diese Weise hochmolekulares und hinsichtlich des Molekulargewichts einheitliches Material erhalten werden und die Mikrophasenseparation mit Monomeren wie 2-Vinylpyridin, Methylmethacrylat und Styrol bewiesen werden. Die neu entwickelten Konzepte zur anionischen Polymerisation des FMMAs und des Vinylferrocens, sowie des in der Literatur etablierten [1]-Silaferrocenophans konnte weitergehend dazu ausgenutzt werden, um verschiedene Blockcopolymere mit Polycarbosilanen wie z.B. dem Poly(dimethylsilacyclobutan) oder dem Poly(hydromethylsilacyclobutan) herzustellen. Die synthetisierten Blockcopolymere wurden mittels Gelpermeationschromatographie, Kernresonanzspektroskopie, dynamische Differenzkalorimetrie, Matrix-unterstützte Laser-Desorptions/Ionisations-Flugzeit-Massenspektrometrie und Transmissions-Elektronenmikrospkopie (TEM) charakterisiert. TEM-Aufnahmen zeigen je nach Volumenbruch der zugrundeliegenden Blöcke verschiedene Morphologien auf Nanometerskala, was ein Beweis für eine Mikrophasenseparation der Blockcopolymere darstellt.
Alternatives oder übersetztes Abstract:
Alternatives AbstractSprache

Block copolymers consisting of organometallic and organic segments are novel and due to their intriguing properties, e.g. magnetic, electrical and photonic conductivities, a very promising class of so-called “next generation materials”. The present work focuses on the development of efficient routes for the synthesis of block copolymers from the organometallic moiety Polyvinylferrocene (PVFc) or Poly(ferrocenylmethyl methacrylate) (PFMMA) and different classical polymers. For the synthetic approach to the desired PFMMA-containing compounds via sequential anionic polymerization a sterical hindered initiator or macroinitiator was necessary. After examination of a highly efficient endcapping-procedure the block copolymerization with e.g. styrene became possible. The block copolymers exhibit block efficiencies higher than 95% and molecular weights up to 150.000 g/mol with polydispersities below 1.05. In the case of the block copolymerization of vinylferrocene as metal-containing counterpart of classical organic monomers it was necessary to reactivate “sleeping” polyvinylferrocene-aggregates. Via application of the so-called carbanion-pump and/or the addition of different salt additives very reactive polyvinylferrocene chain termini could be obtained, which act highly efficiently in block copolymer syntheses following sequential monomer addition approaches. These novel concepts for the anionic polymerization of FMMA and vinylferrocene as well as the well-established ROP of [1]-silaferrocenophanes could also be applied for the synthesis of block copolymers with polycarbosilanes as organic counterparts. Two interesting cyclic silicon containing monomers – dimethylsilacyclobutane (DMSB) and hydromethylsilacyclobutane (HMSB) – were used. The obtained metal-containing block copolymers were examined by size-exclusion chromatography, differential scanning calorimetry, matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry and transmission electron microscopy. TEM studies of neat block copolymer films show in dependence of the volume fraction of the metal-containing counterpart highly ordered domains in scale of a few nanometers as evidence for a microphase separation.

Englisch
Freie Schlagworte: Blockcopolymere Anionische Polymerisation Metallhaltige Polymere Lebende Polymerisation Mikrophasenseparation
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Makromolekulare Chemie
07 Fachbereich Chemie
Hinterlegungsdatum: 29 Dez 2010 11:39
Letzte Änderung: 05 Mär 2013 09:44
PPN:
Referenten: Rehahn, Prof. Dr. Matthias ; Biesalski, Prof. Dr. Markus ; Abetz, Prof. Dr. Volker
Datum der mündlichen Prüfung / Verteidigung / mdl. Prüfung: 22 November 2010
Export:
Suche nach Titel in: TUfind oder in Google
Frage zum Eintrag Frage zum Eintrag

Optionen (nur für Redakteure)
Redaktionelle Details anzeigen Redaktionelle Details anzeigen
OAI 2.0-Basis-URL: https://tubiblio.ulb.tu-darmstadt.de/cgi/oai2 TUbiblio verwendet EPrints 3.
Drucken | Impressum | Datenschutzerklärung